Luigi GALVANI 1792 EXCITABILIDAD un fluido elctrico proviene

Luigi GALVANI - 1792 EXCITABILIDAD ¨. . . un fluido eléctrico proviene del músculo…¨

Recepción sensorial UN SISTEMA NERVIOSO ELEMENTAL PERIFERIA CENTRO Percepción sensorial PERIFERIA Respuesta efectora (motora)

EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS NERVIOSOS - No hay registro fósil - Filogenias moleculares. Sirven para aspectos elementales. Filogenia de fotoreceptores Presencia/ausencia de células ciliadas Biología comparada de estructura y función PRINCIPIOS EVOLUTIVOS GENERALES

PRINCIPIOS EVOLUTIVOS GENERALES 1 - Todos los SN están formados por neuronas.

PRINCIPIOS EVOLUTIVOS GENERALES 2 - Los mecanismos de señalización eléctrica y neuroquímica son altamente conservados. vertebrado invertebrado Respuesta de fotoreceptores Filogenia de OPSINAS

PRINCIPIOS EVOLUTIVOS GENERALES 3 - Los SN evolucionaron por elaboración de un patrón anatomofisiológico básico: EL ARCO REFLEJO EN VERTEBRADOS

PRINCIPIOS EVOLUTIVOS GENERALES 3 - Los SN evolucionaron por elaboración de un patrón anatomofisiológico básico: EL ARCO REFLEJO EN INVERTEBRADOS

EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS NERVIOSOS 4 - Tendencia a la concentración de neuronas en sistemas centralizados. SISTEMAS DIFUSOS plexo nervioso en MEDUSA SISTEMAS CENTRALIZADOS plexo nervioso en HYDRA SISTEMA NERVIOSO EN REDES NEURONALES DIFUSAS

PRINCIPIOS EVOLUTIVOS GENERALES 4 - Tendencia a la concentración de neuronas en sistemas centralizados. SISTEMAS GANGLIONARES 1 - Mayor integración nerviosa y regionalización 2 - Coevolución con simetría bilateral y segmentación

PRINCIPIOS EVOLUTIVOS GENERALES 4 - Tendencia al incremento de neuronas y a la cefalización. RANA HOMBRE CEFALIZACIÓN Y SEGMENTACIÓN

PRINCIPIOS EVOLUTIVOS GENERALES 5 - Adquisición de nuevas estructuras sin reemplazo de viejas (vestigiales)

PRINCIPIOS EVOLUTIVOS GENERALES 6 - Tamaño relativo de áreas en relación a la importancia del input sensorial y/o output motor. RATA

Jakob von UEXKÜLL – 1864 -1944 UMWELT ¨Mundo entorno¨ Estímulos ambientales percibidos por un organismo en relación a sus determinantes ecofisiológicos.

POTENCIAL DE MEMBRANA, Vm Potencial de membrana en reposo Vm = Vi - Ve = -60 m. V

SEPARACIÓN DE CARGAS en la membrana in out EN EL MEDIO INTRA Y EXTRACELULAR: -Electroneutralidad, igual distribución de cargas. EN EL ENTORNO INMEDIATO DE LA MEMBRANA: -Pequeño exceso de aniones intracelular, y de cationes extracelular. membrana en reposo

POTENCIAL ELECTROQUÍMICO Permeabilidad selectiva al K+ FEM = EK+ potencial de equilibrio para K+

ECUACIÓN DE NERNST para el E de un ion Ex = R T ln [X]out z. F [X]in R, constante de los gases Temp. z, valencia F, constante de Faraday Ex = 0. 058 log [X]out [X]in para un ion monovalente, a 18ºC

DISTRIBUCIÓN DESIGUAL DE IONES OUT Equilibrio DONNAN IN Bomba de Na+-K+

Permeabilidad selectiva para K+ en reposo

¿Qué determina el potencial de la membrana…? Ley de OHM Vm = I R 1 - Los gradientes electroquímicos de cada ion. 2 - La permeabilidad de cada ion.

¿Qué determina el potencial de la membrana…? Ecuación de GOLDMAN Vm = RT ln PK [K+]out + PNa [Na+]out + PCl [Cl-]in F PK [K+]in + PNa [Na+]in + PCl [Cl-]out Permeabilidad selectiva para K+ en reposo. Vm = -60 mv ~ EK+

PROPIEDADES ELÉCTRICAS de la membrana 1 - respuesta eléctrica PASIVA NO DEPENDE de cambios en la membrana. POTENCIAL ELECTROTÓNICO 2 - respuesta eléctrica ACTIVA DEPENDE de cambios en la resistencia de la membrana. POTENCIAL DE ACCIÓN fenómeno TODO O NADA dependiente de umbral.

CIRCUITO EQUIVALENTE de la membrana Cm capacitancia de la membrana Rm resistencia de la membrana V=IR LEY DE OHM

PROPIEDADES PASIVAS de la membrana CONSTANTE DE TIEMPO t Vm(t) = V (1 -e -t / RC) t = RC cuando t = t Vm = V (1 -1/e) => Vm = 0, 63 V t tiempo requerido para que el Vm alcance el 63% de su valor asintótico.

PROPIEDADES PASIVAS de la membrana Constante de espacio, l Vm(x) = V 0 e -x / l l = (Rm / Rl)1/2 si x = l Vm = V 0 1/e, Vm = 0. 37 V 0 l distancia en la que el Vm muestra una caída del 63%.

SIMULACIONES COMPUTACIONALES A) Modelo de NEURONA ESFÉRICA: asume una esfera de pequeño tamaño => DV es equivalente en cualquier lugar en el que se registre. OBJETIVOS. Obtención de t, Rm y Cm de manera gráfica y analítica. MÉTODO. Inyección de pulsos cuadrados de corriente de distintos valores, obtención de Vm = IRm

SIMULACIONES COMPUTACIONALES A) Modelo de FIBRA NERVIOSA (CABLE): asume un cable de resistencia axial determinada => DV depende de la distancia. OBJETIVOS. Obtención de l, Rm y Rl de manera gráfica y analítica. MÉTODO. Inyección de un pulso cuadrado de corriente registrando a distintas distancias respecto del electrodo de corriente.